Un cometa para empezar el año

Todavía con la resaca de las fiestas navideñas nos llega la primera gran sorpresa, astronómicamente hablando, de 2023. Tenemos a las puertas un cometa que tiene grandes posibilidades de llegar a ser visible a simple vista a finales de mes.

 

Fig. 1: Imagen tomada por Pepe Chambó la pasada Navidad desde Vallès (Valencia).

 

Descubrimiento del C/2022 E3 (ZTF)

El cometa en cuestión es el C/2022 E3 (ZTF). No tiene un nombre propio sino que es conocido por su nomenclatura sistemática. Esta consiste en una letra (P ó C) seguida del año del descubrimiento, otra letra (en orden alfabético comenzando por la A) que hace referencia a la quincena en que fue identificado y un número que indica el orden de descubrimiento en dicha quincena. Por último se añade el nombre propio si lo tiene (generalmente cuando el descubrimiento lo hace un observador independiente) y si no, el nombre del proyecto que lo descubrió. 

En este caso, este cometa fue el tercero (3) descubierto la quinta quincena (E, la primera de marzo, concretamente el día 2) de 2022. La letra C nos indica que no es un cometa periódico (observado en distintos perihelios), como por ejemplo el celebérrimo Halley, sino que es la primera vez que se observa. Por último, se añade entre paréntesis que este cometa fue descubierto por la colaboración ZTF. Dicha colaboración, Zwicky Transient Facility, se encarga de observar el cielo en distintos filtros con la cámara de gran campo (47º) que se encuentra acoplada  al telescopio de 1,2 m del histórico observatorio de Monte Palomar y es capaz de barrer todo el cielo en apenas 2 días.

 

Fig. 2: Secuencia de imágenes en el momento del descubrimiento, cuando el cometa se encontraba con magnitud 17 (ZTF).

Gracias a las numerosas observaciones hechas desde su descubrimiento y al análisis de imágenes anteriores en las que se ha logrado identificar el cometa, hemos sido capaces de calcular su órbita con gran precisión. Sabemos que se trata de un cometa de periodo largo, es decir, de más de 200 años. En este caso bastante más: ¡casi 50000 años! Esto quiere decir que la última vez que surcó nuestros cielos fue durante el Paleolítico, cuando el planeta estaba poblado por los Neandertales, ¡quién sabe si llegó a ser suficientemente brillante para ser observado por nuestros antepasados y qué pensarían del fenómeno! Parece que esto no volverá a ocurrir ya que después de este paso por el perihelio su órbita se irá abriendo y el cometa saldrá del Sistema Solar.

Pronósticos y visibilidad desde Burgos

Centrándonos de lleno en lo que nos interesa, su observación, tenemos que tener en cuenta que hasta ahora ha sido un objeto esquivo, visible prácticamente poco antes del amanecer. Llegó al perihelio el día 12 (a 1,11 UA del Sol) pero no es hasta el 1 de febrero cuando alcanzará su mayor aproximación a nuestro planeta (0,28 UA, unos 42 millones de km) y, por tanto, será el mejor momento para su observación. Los mejores pronósticos indican que podría llegar a una magnitud de 4,5. Tenemos que tener en cuenta que se trata de un objeto difuso y, por tanto, su brillo se reparte por toda su superficie, por lo que va a ser siempre más débil que una estrella de la misma magnitud. Es decir, aunque una estrella de magnitud 4,5 es claramente visible desde un cielo oscuro, un cometa de la misma magnitud se encontraría al límite de la visibilidad por el ojo humano. Su actividad (¿incrementada tras alcanzar el perihelio?) y la presencia de grandes colas favorecería su detección. En cualquier caso se espera que sea un objeto muy sencillo para unos prismáticos pequeños (p.ej. tipo 10x50).

 

Fig. 3: Evolución del brillo del cometa a lo largo del tiempo. Las líneas (roja y gris) son el modelo que mejor ajusta las observaciones (puntos azules y negros) realizadas hasta la fecha. 

En la carta que se muestra a continuación se puede ver el recorrido que seguirá el cometa desde el día 16 hasta primeros de febrero. Por el momento se trata de un objeto visible durante el final de la noche, aunque a finales de mes se encontrará suficientemente alto desde la medianoche, cerca de la estrella polar. A mediados de febrero se irá acercando a Marte y a la Híades por lo que, si no ha perdido mucha de su luminosidad, seguiría siendo sencillo de encontrar.

Fig. 4: Localización del cometa en las próximas dos semanas, durante los momentos de mejor visibilidad.

De momento, como decía, el cometa sigue siendo visible a última hora de la noche (hoy 16 estará a una altura de unos 5º a medianoche y 36º a las 4 de la mañana) pero a finales de mes ya será visible toda la noche. Por ejemplo, a modo orientativo, el día 1 a las 21h  se encontrará ya alto sobre el horizonte, a 59º, 61º a medianoche y 42º a las 4h. Sin embargo, no solo es importante la posición del cometa, también tenemos que contar con la Luna. Tendremos Luna nueva el próximo domingo 22, por lo que al llegar a su máxima aproximación a la Tierra, a la Luna le faltarán sólamente 4 días para estar llena ... lo que nos fastidiará la observación del cometa.

Como sabemos, los cometas son muy impredecibles y más de una vez nos hemos llevado un buen chasco, mientras esperábamos al "enésimo cometa del siglo". Veamos cómo evoluciona el cometa, si cumple o no las espectativas de brillo y si se muestra suficientemente activo para desarrollar una cola interesante. ¡Buena observación!

Marte en su máximo esplendor

    Está muy extendida la idea de que Marte y la estrella polar son los astros más brillantes del cielo, pero esto no es así. La estrella polar es relevante por ser la estrella que, en la actualidad, se encuentra más cercana al polo norte celeste. Sin embargo, aunque es bien visible a simple vista, no es una estrella "especialmente" brillante (magnitud 2). 

    El caso de Marte es algo diferente ya que se encuentra mucho más cercano a nosotros y su brillo va a a depender de manera muy importante de su posición orbital. Debido a la excentricidad de su órbita, que al igual que la de la Tierra y el resto de cuerpos del Sistema Solar no es totalmente circular, su distancia a nosotros (y por tanto también su brillo) no es siempre la misma. Así, cuando está más cerca (en oposición) puede llegar a estar en números redondos a unos 50 millones de km, que para que nos hagamos una idea sería más o menos un tercio de la distancia Tierra-Sol. Sin embargo, cuando se encuentra en conjunción, su máxima distancia a nosotros puede alcanzar los 400 millones de km (casi 3 veces nuestra distancia al Sol). De esta manera, cuando Marte es visible en el cielo puede tener la apariencia de una estrella relativamente brillante (magnitud 1.5) o destacar claramente sobre el resto de estrellas (rozando una magnitud de -3), rivalizando en brillo sólo con Júpiter y Venus. [En astronomía cuando menor es la magnitud, más luminoso es el objeto].

 

 

Marte visto por el telescopio espacial Hubble hace ya algunos años. Las tres imágenes cubren buena parte de la rotación del planeta y nos permiten apreciar sus rasgos más característicos.

   En esta parte final del año nos encontramos en el mejor momento para la observación de Marte. El planeta rojo continúa acercándose y el día 8 estará en oposición. En las últimas semanas ha ido progresivamente aumentando de brillo (y tamaño) hasta casi alcanzar la magnitud -2 y en estos momentos, junto con Júpiter, al otro lado del cielo, es el objeto más brillante que podemos contemplar. Es muy sencillo verlo ya que su color anaranjado/rojizo destaca durante la primera mitad de la noche en la parte oriental del cielo. Se encuentra entre las constelaciones de invierno (Tauro-Auriga) y brilla mucho más que otras estrellas rojizas cercanas como Aldebarán o Betelgeuse (de la cual ya hablamos en anteriores entradas), que hace poco superaban en luminosidad al planeta.

    Las oposiciones de Marte se producen cada poco más de dos años, pero debido a la excentricidad de su órbita, no todas son igualmente favorables. De hecho, su distancia a la Tierra durante la oposición varía entre algo más de 50 y los 100 millones de km, lo que hace que el diámetro aparente del planeta pueda variar entre, aproximadamente,  los 14" y los 25" (segundos de arco). La actual oposición no es especialmente favorable y el tamaño de Marte será de tan solo 17" (para hacernos una idea de las dimensiones, es menos de la mitad que los 42" con que hemos observado Júpiter este verano). Durante la conjunción, con pequeños instrumentos cuesta diferenciarlo de una estrella, ya que apenas muestra un diámetro de 3.5".

 

Imagen donde se representa el movimiento retrógrado de Marte junto con la variación de su tamaño aparente durante el periodo 2022-2023 (Pete Lawrence)

 

    Para finalizar, comentar que la noche del 7 al 8 de diciembre se producirá una ocultación de Marte por la Luna. Es un fenómeno curioso que no sucede muy a menudo y merece la pena verlo, preferiblemente con telescopios de cierto tamaño, para poder poner en relieve la diferencia del tamaño aparente de ambos cuerpos mientras se observan simultáneamente. Desde Burgos se podrá observar al final de la noche (6:15 hora local) la ocultación con la Luna apenas 25º sobre el horizonte. La reaparición (7:06) sucederá ya durante el crepúsculo, minutos antes de la salida del Sol.

Leonard, la esquiva estrella de Belén

       En la entrada de hoy tengo que daros dos noticias, una buena y otra mala. Empezaré por la buena. Apenas año y medio después del NEOWISE se acerca un cometa que promete ser suficientemente brillante como para poder verlo a simple vista o con pequeños prismáticos (desde cualquier lugar medianamente oscuro). La mala, que será en malas condiciones, muy bajo sobre el horizonte, poco antes del amanecer. 

 

DESCUBRIMIENTO DEL C/2021 A1 (LEONARD)

       Como se deduce de su nomenclatura, este cometa fue el primero en ser descubierto en 2021, concretamente el 3 de enero. El astrónomo G. Leonard, desde el Observatorio de Monte Lemmon (Arizona) fue quien descubrió y, por tanto, dio su nombre al nuevo cometa. Para ello utilizó un telescopio de 1,5 m, observando al por entonces candidato a cometa como un punto débil en torno a la magnitud 19 en la constelación de los Perros de Caza (Canes Venatici en latín). Posteriormente, distinas observaciones han contribuido a determinar su órbita con una buena precisión. En la Fig. 1 se muestra una imagen tomada hace casi dos meses por Pepe Chambó, uno de los grandes observadores cometarios a nivel mundial,  donde ya se empezaban a apreciar tanto la coma como la cola.

Fig. 1: Imagen tomada por Pepe Chambó el pasado 5 de octubre donde ya se distinguen, todavía incipientes, la coma y la cola.

¿QUÉ PODEMOS ESPERAR DEL LEONARD?

       Como se ve en la Fig. 2, hasta el momento el cometa está siguiendo los pronósticos (línea roja) y se encuentra ya en torno a la octava magnitud. De seguir así se espera que pueda alcanzar una magnitud máxima ligeramente por encima de la cuarta, en el límite de la detección a simple vista. Tenemos que tener en cuenta que los cometas son objetos extensos y su magnitud no es comparable a la de una estrella puntual, sino algo más débil. Los modelos más optimistas (línea verde de la figura), teniendo cuenta un posible efecto de aumento de brillo por dispersión frontal, situarían el máximo todavía tres magnitudes más brillante, es decir en torno a la primera, algo que sería muy espectacular. Sin embargo, no debemos lanzar las campanas al vuelo. Es muy difícil pronosticar la actividad cometaria, y más en aquellos cuerpos "nuevos" que no han pasado aún por el perihelio. Un ejemplo muy claro de "falsas" expectativas fue el cometa ISON, hace ya algunos años.

Fig.2: Prevision del brillo del cometa en función del tiempo (línea roja). Los puntos (negros y azules) son distintas observaciones, que hasta ahora se ajustan al pronóstico. La línea verde, modelo más optimista, predice un posible incremento de brillo durante el máximo de casi tres magnitudes.

       Como decía, en estos momentos el Leonard se encuentra relativamente brillante en torno a la octava magnitud y a una distancia de la Tierra prácticamente como la que nos separa del Sol (1 UA=150 millones de km). Su máximo brillo se prevé que lo alcance el dia 12, cuando más cerca estará de nosotros. En ese momento se encontrará a unas 0,23 UA. Para que nos hagamos una idea esta es algo más de la mitad de la distancia que hay entre el Sol y Mercurio o algo menos de la distancia que nos separa de Venus, el planeta más cercano a nosotros. Si lo comparamos con la distancia a la Luna, el cometa se encontrará unas 90 veces más lejos. Después de su máximo acercamiento a la Tierra seguirá su camino hacia el Sol, debilitándose hasta alcanzar su perihelio el dia 3 de enero a 0,62 UA, momento en que ya será un objeto sólamente visible desde el hemisferio Sur.

VISIBILIDAD DESDE BURGOS

       En la carta que se muestra a continación (Fig. 3) se puede ver el recorrido que seguirá el cometa desde ahora hasta el día 12, momento de su máximo acercamiento. Durante los últimos dias de noviembre se moverá despacio sobre el fondo del cielo a una cierta altura y su magnitud no aumentará mucho. A partir de diciembre sucederá lo contrario: el movimiento día a día será notable, siempre acercándose más al horizonte, y su magnitud (y esperemos que también su actividad cometaria, principalmente en forma de cola/colas), se incrementará a un ritmo mayor.

       Durante el máximo lo podremos encontrar muy cerquita de M12, el cúmulo sin nombre que aparece marcado en la carta por debajo de Ofiuco (por cierto, decimotercera constelación zodiacal). Respecto al Sol, desgraciadamente, también estará muy próximo: saldrá dos horas antes y se pondrá apenas una hora después. Esto quiere decir que lo encontraremos muy bajo en el horizonte Este, lo que dificultará su visibilidad. Al menos, esos días no habrá Luna que dificulte aún más su observación.

Fig. 3: Recorrido del Leonard desde los Perros de Caza (finales de noviembre) hasta Ofiuco (mitad de diciembre), momento de máxima aproximación a nuestro planeta.

 

       A partir del dia 12 el cometa se verá al atardecer pero cada vez más débil y más bajo sobre el horizonte hasta dejar de verse en nuestro hemisferio a finales de mes. Habrá que estar pendiente estos días de su evolución para ver si en diciembre podremos disfrutar de otro gran cometa. Yo, de momento no he podido verlo, a ver si el tiempo lo permite ...

 

 

 

 

En los comienzos del ciclo solar 25

      Como viene siendo habitual, y como buen observador solar, cada cierto tiempo me gusta actualizar y compartir con nuestros lectores el momento de la actividad solar en el que nos encontramos.

     En la última entrada, hace ya un año y medio, aventurábamos el final del ciclo 24. Comparando el número de grupos del viejo y del nuevo ciclo, que durante un tiempo conviven, parecía claro que el final del ciclo 24 se había producido durante el último trimestre de 2019. Ahora, con la curva suavizada (análoga a la curva de incidencia del Covid a 7 ó 14 días que tanto hemos visto durante la pandemia), se confirma que el nuevo ciclo 25, en el que ahora nos encontramos, comenzó en diciembre de 2019. Por tanto, en el momento de escribir estas líneas, noviembre de 2021, llevamos ya  prácticamente 2 años de ciclo.

Fig. 1: Actividad solar mensual, bruta y suavizada (total y por hemisferios), de los dos últimos ciclos. La linea blanca marca el comienzo del nuevo ciclo 25.

 

     Como sucede al cambiar de ciclo, el hemisferio que lleva la voz cantante durante la parte final del ciclo, cede su puesto al otro hemisferio (en realidad el ciclo solar, magnético, no es de 11 sino de 22 años). Podemos ver cómo al acabar el ciclo 24 era el hemisferio Norte (línea azul) el que llevaba la iniciativa, mientras que, en estos momentos, al comenzar el ciclo 25 es el Sur (rojo) quien se está mostrando más activo. 

     En general, hasta ahora la actividad está siendo relativamente moderada aunque ya se han producido las dos primeras fulguraciones de tipo X (las más energéticas) y hemos podido ver algún gran grupo, que incluso ha llegado a ser visible a simple vista. A continuación se pueden ver dos de los grupos más grandes de los últimos años:

 

Fig. 2: Grupo de manchas (región activa) 2786 los días 26 (arriba) de  noviembre de 2020 (Javier Alonso).

Fig. 3: Grupo de manchas 2835 los días 1 y 3 de julio de 2021 (telescopio espacial SDO).

 

     No quiero alargarme mucho más. Sólamente quería acabar viendo qué podemos esperar de este ciclo 25, es decir, cómo será de activo y cuándo se producirá el máximo. La opinión más generalizada es que este ciclo será muy parecido al anterior y, por tanto, será relativamente poco activo. Se espera que el máximo ocurra a mediados de 2025, aunque visto que el ciclo ha comenzado de manera algo más activa de lo pronosticado, las predicciones se han actualizado y el máximo podría adelantarse a finales de 2024. Sólo nos queda observar y esperar a ver qué pasa al final. Desde aquí, seguiremos informando.

Fig.4: Pronóstico para el ciclo 25 (NOAA, 4/08/21).

 

Un Sol bajo mínimos

       Pues sí, el Sol está inmerso de lleno en su época de más baja actividad: prácticamente nula (refiriéndonos siempre a la presencia de manchas sobre su superficie, reflejo del campo magnético). Algunos medios de prensa y páginas web, dejándose llevar por la superficialidad de estos días y buscando titulares espectaculares (y muchas veces vacíos) que  aumenten su número de visitas, auguran un "catastrófico" nuevo mínimo de Maunder. Esto no es nuevo y también durante el mínimo anterior sucedió lo mismo. Me acuerdo que ya en 2008 presenté en el XVIII CEA de Huesca, una ponencia precisamente sobre esto, titulada "¿Qué le pasa al Sol? Nada". Y como ahora, en absoluto estamos viviendo una situación anómala. Como ya he explicado en otras ocasiones, el Sol sigue unos ciclos de actividad de una duración media en torno a los 11 años, conocido por ello como ciclo undecenal. En los periodos de máximo se pueden ver al mismo tiempo muchas manchas (y muy complejas), algunas visibles a simple vista (siempre con la protección adecuada) como la de la Fig. 1:

Fig. 1: Imagen del Sol durante el máximo del actual ciclo. En el centro se puede observar la mancha 2192, la mayor de los últimos 30 años, unas ¡15 veces más grande que la Tierra! (Fotografía tomada el 23-10-14 con un R90 con filtro milar mediante proyección)

       Sin embargo, en los momentos de mínimo, como el actual, es normal que en muchos de los días no se vean manchas y, en los casos que las haya, éstas suelen tener una estructura muy simple y una vida muy efímera. En estos momentos, para valorar el nivel de actividad, es más habitual contar el número de dias sin manchas. En este tipo de gráficas, el comportamiento del ciclo es el contrario del que estamos acostumbrados a ver en las gráficas habituales (como la de la Fig. 3). El máximo (o pico) de la gráfica corresponde con el mayor número de días sin manchas, es decir, con el mínimo del ciclo.  En la Fig. 2 se ha representado este valor durante los últimos cien años y lo primero que nos llama la atención es que 2019 fue el año con menos manchas (aproximadamente en el 75% de los días del año no hubo ninguna). Sin embargo, hay que tener en cuenta que en el ciclo 23, durante dos años consecutivos (2008 y 2009), se alcanzaron valores ligeramente menores a los de 2019. Esto supuso que durante el ciclo anterior en más de 800 días no hubiera manchas, casi 100 días más que en el actual, aunque a estos valores todavía nos quedan muchos días que sumar y no sabemos hasta dónde llegaremos. Lo que está claro es, que desde este punto de vista, ambos ciclos están siendo muy parecidos, con una actvidad más bien moderada.

Fig. 2: Número de días sin manchas durante los últimos cien años, abarcando desde el ciclo 15 hasta el actual.

ACTUALIZACIÓN DE LA ACTIVIDAD SOLAR: FINAL DEL CICLO 24

       En este momento, dos años después de la última actualización que hice con motivo de la aparición de los primeros grupos del nuevo ciclo, la actividad continúa en niveles muy muy bajos, aún más si cabe, parecidos a los del anterior ciclo, en torno a las dos unidades. Hablamos siempre de la actividad suavizada (línea gris en la Fig. 3), no de la bruta (media mensual), con mucho más ruido. Este suavizado no es más que una media que tiene en cuenta, además del mes en curso, los seis meses anteriores y los seis posteriores. Por ello, aunque tenemos datos brutos hasta mayo, los datos suavizados sólo alcanzan hasta noviembre. Además, en este momento, los datos de 2020 todavía no son definitivos (aunque los valores oficiales serán prácticamente idénticos). Como decía, con los datos actuales en la mano parece que el hemisferio sur ya ha alcanzado su mínimo a mediados de 2019 (con un valor de 0,3 unidades desde mayo a julio). Con una actividad en torno a la unidad el hemisferio norte sigue en descenso, al igual que el valor total, aunque el comienzo del ciclo 25 es ya inminente.

       Como ya se ha comentado en otras ocasiones, conviene recordar que el comienzo (o final) de un ciclo viene siempre referido al mínimo de la curva de la actividad suavizada que, como decía antes, no se corresponde con el momento actual, ya que hay un desfase de medio año por la estadística empleada. En estos momentos (noviembre 2019) se cumplen los 11 años del ciclo 24, que lo sitúa en la media en cuanto a duración se refiere. Durante el mínimo entre dos ciclos, el viejo va desapareciendo paulatinamente a la vez que se va desarrollando el nuevo. La consecuencia de este solapamiento es la convivencia de grupos de ambos ciclos durante un tiempo. Por ejemplo, en el anterior mínimo, el primer grupo del ciclo nuevo apareció un año antes del comienzo oficial del mismo. ¿Qué está sucediendo ahora?

Fig. 3: Actividad solar mensual de los dos últimos ciclos, en bruto y alisada (total y por hemisferios).

CAMBIO DE TENDENCIA: ¿PRINCIPIO DEL CICLO 25?

        El primer grupo del nuevo ciclo, RA2694, apareció en enero de 2018 y, desde entonces, han pasado ya dos años y medio y seguimos sin comenzarlo de manera oficial. Entonces, ¿todo sigue igual? Pues la verdad es que no. A pesar de que no podamos decir que el ciclo 25 haya comenzado, lo cierto es que desde finales del año pasado el peso de la actividad está recayendo sobre los grupos nuevos.

       Si nos fijamos en los grupos (con numeración NOAA) que han aparecido en los últimos tres años, encontramos en total 101 (del 2665 al actual 2765). La gran mayoría de ellos ha generado manchas muy efímeras de tipo A, e incluso en algún caso (como por ejemplo el 2764, que ha estado transitando estos días al mismo tiempo que el 2765) el campo magnético no ha sido suficientemente intenso como para generar una mancha. Al representar el número de grupos observados, agrupados por trimestres para que la muestra sea más significativa dada la poca actividad existente, se pueden observar dos tendencias claras. La primera es que los grupos del nuevo ciclo, desde el último trimestre de 2019 superan ya a los del viejo (Fig. 4 parte superior). Hasta ese momento se veía cómo el número de grupos (casi en su totalidad del ciclo 24)  iban disminuyendo progresivamente. A partir de finales del año pasado parece que el número de grupos se ha estabilizado principalmente gracias a la aparición de los grupos del ciclo 25. La segunda, y más importante, es que esta tendencia cada trimestre parece ir a más y en la actualidad los grupos del ciclo nuevo suponen ya el 85% del total (Fig. 4 parte inferior), señal inequívoca del momento en que nos encontramos.

Fig. 4: Arriba: Número de gupos desde el tercer trimetre (T3) de 2017 hasta la actuliadad. Abajo: porcentaje (en tanto por uno) de grupos del nuevo ciclo respecto al total. La flecha indica el momento en que el primer grupo del ciclo 25 apareció.

       Estos números podrían indicar que el mínimo del ciclo se habría producido ya entre el tercer y el cuarto trimestre del pasado año. Un reciente estudio, sobre la abundancia de helio en el viento solar parecería confirmar lo mismo. Sin embargo, todavía es pronto para saber a ciencia cierta si el ciclo 25 ha comenzado o no, lo único que está claro es que nos encontramos o justo al final del 24 o justo al principio del 25. En unos meses saldremos de dudas.

La astronomía en los tiempos de la pandemia: Betelgeuse (III)

     Con esta tercera entrega se cierra la trilogía, que usando a Betelgeuse como hilo conductor, me ha servido para tratar la evolución de las estrellas masivas. 

     No lo había comentado hasta ahora, pero la evolución de una estrella viene determinada por su masa inicial: cuánto mayor sea ésta, menor será su vida. Las estrellas más masivas, para mantener el equilibrio hidrostático necesitan más energía y, por tanto, tardan menos en quemar su combustible. Una estrella como Betelgeuse (con 20 veces la masa del Sol) tendrá una vida de tan solo unos 8 millones de años, nada si lo comparamos con los 10000 millones del Sol. Además, su evolución estelar también será diferente: mientras que el Sol morirá como una enana blanca, dejando tras de sí una hermosa nebulosa planetaria, Betelgeuse explotará originando lo que será la supernova conocida  más cercana a nuestro planeta. Veámoslo con un poco de detalle.

 

LA VIDA COMO SUPERGIGANTE ROJA

     Una vez que la estrella se ha convertido en una supergigante roja, permanecerá en esta fase todo lo que le queda de vida, apenas un millón de años. La estrella, con una temperatura central alrededor de los 200 millones de grados, quemará el helio del núcleo formando carbono y oxígeno. De manera análoga a lo que sucedía cuando la estrella había consumido todo el hidrógeno (como vimos en la entrada anterior),  una vez que el helio se agota, el núcleo se contrae aumentando considerablemente su temperatura. En el momento en que ésta  supera aproximadamente los 800 millones de grados comienza la ignición del carbono. En apenas 2000 años se termina el combustible y se repite el proceso, que como vemos cada vez es mucho más rápido y mucho más energético. A continuación, a una temperatura próxima a los 1600 millones de grados y en algo menos de un año, se quema el neón que se formó durante la combustión del carbono. De esta manera, en etapas sucesivas cada vez más cortas, se siguen quemando elementos más pesados hasta llegar al azufre y el silicio. Esta es la última etapa antes del colapso de la estrella: en apenas dos semanas, con una temperatura en el núcleo por encima de los 3300 millones de grados, la estrella quema estos últimos elementos originando un núcleo inerte de hierro y níquel. Llegados a este momento, pre-supernova, la estrella ha adquirido la llamada estructura en capas de cebolla, donde de manera concéntrica, se dispone el material que se ha ido produciendo en cada una de las etapas que hemos visto:

 

Esquema, no a escala, de la estructura en capas de cebolla de una estrella masiva justo antes del colapso que dará lugar a una supernova

 

Y FINALMENTE … UNA SUPERNOVA

     Una vez que se agota el silicio se paran las reacciones nucleares y el núcleo se vuelve a contraer pero en este caso no llega a alcanzar la temperatura suficiente para quemar el hierro. En un cierto momento el núcleo alcanza el límite de Chandrasekhar y la desestabilización es definitiva, ya no hay vuelta atrás. Se sigue contrayendo y al llegar en torno a los 10000 millones de grados, la radiación emitida en el núcleo es tan energética que es capaz de romper el hierro en elementos más pequeños (fotodesintegración) hasta convertirlo mayoritariamente en una “sopa” de protones y neutrones. 

     Debido a las condicones de alta densidad y temperatura, los electrones del núcleo son capturados por los protones. Este proceso tiene dos consecuencias. La primera es la formación como resultado de esta reacción de un flujo enorme de neutrones (todavía más de los que ya había) y de neutrinos. Por otro lado, la desaparición de los electrones, que hasta ahora eran los que con su presión contrarrestaban el peso de las capas superiores, facilita el colapso del núcleo en apenas un segundo, hasta alcanzar una densidad similar a la del núcleo de un átomo. En este momento la presión que ejercen los neutrones es la clave para frenar el colapso. Si la masa de lo que queda del núcleo es menor de unas tres veces la masa del Sol, como en el caso de Betelgeuse, el colapso se detiene formándonse lo que será una estrella de neutrones. Si, en cambio, su masa es mayor, la presión ejercida por los neutrones no será suficiente para detener el colapso y se acabará originando un agujero negro. 

     Al mismo tiempo que sucede todo esto en el núcleo, las capas más externas que estaban cayendo sobre él como consecuencia de la ruptura del equilibrio hidrostático, se encuentran primero con la radiación energética que está desintegrando los átomos de hierro, frenando su caída y posteriormente con el flujo de neutrinos. Estos neutrinos, estaban atrapados “cayendo” durante el colapso. En el momento en que éste se frena rebotan como un muelle y salen despedidos hacia el exterior a velocidades supersónicas creando una onda de choque que se llevará por delante la envoltura de la estrella que estaba precipitándose sobre el núcleo, liberándose una ingente cantidad de energía. Se acaba de producir una supernova (concretamente de tipo II, las más abundantes). Toda esta materia que la supernova ha expulsado enriquece el medio interestelar y servirá para formar la siguiente generación de estrellas, cerrándose el “ciclo de la vida”.

Sencilla animación de lo que sería una explosión de supernova

¿SON MUY HABITUALES ESTAS SUPERNOVAS?

     Se estima que en una galaxia como la Vía Láctea se producen, de media, dos supernovas por siglo. Esto no quiere decir que todas sean visibles desde nuestra posición, ya que si por ejemplo, la explosión se produjera por detrás del centro galáctico pasaría completamente desapercibida. Antes de la aparición del telescopio, en base a distintos testimonios históricos y a la posterior identificación y estudio en el cielo de sus remanentes, se han podido datar una decena de supernovas. La más famosa, sin duda, es la que atestiguaron astrónomos chinos en 1054 y cuyos restos, la celebérrima nebulosa del cangrejo, muchos de nosotros hemos podido observar con nuestros telescopios. Más recientes son las últimas visibles a simple vista que corresponden a las observadas por Tycho (en 1572) y Kepler (1604). Todas ellas se produjeron en nuestra Galaxia motivo por el que fueron muy brillantes, alcanzando magnitudes entre la -2.5 y la -6, igualando e incluso superando el brillo de Venus.

     Uno de los fenómenos astronómicos más importantes de todos los tiempos por la gran repercusión que ha tenido y todavía tiene es la supernova de 1987 (catalogada como SN 1987A). Esta supernova explotó en la nebulosa de la Tarántula, un objeto muy conocido en los cielos del hemisferio sur, el 23 de febrero de 1987 en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia satélite de la Vía Láctea. Por sí sola esta supernova merecería toda nuestra atención ya que ha sido el laboratorio donde poner a prueba nuestros conocimientos de varias ramas de la física, aunque entrar en detalle está fuera de la idea de esta entrada. Sin embargo, sí quería compartir algunas imágenes donde se ve cómo era la estrella unos años antes de explotar, poco tiempo (¿horas, días?) después de la explosión y en 2017, 30 años después de la misma, donde se aprecia el remanente tan característico que se ha originado.

Imágenes de la región en torno a la SN 1987A antes y después de explotar (David Malin, Observatorio Astronómico Angloaustraliano). Llegó a ser visible a simple vista como una estrella de tercera magnitud

     En el caso de Betelgeuse, a la que todavía le faltan unos 100000 años, su explosión sería la más espectacular vista hasta ahora debido a que se encuentra muy cerca, a tan solo unos 650 años luz. Como comparación, las supernovas históricas que acabamos de comentar se encontraban en un rango entre los 6000 y 20000 años luz y la SN 1987A, ya en otra galaxia, a unos 170000. Teniendo en cuenta todo esto, se espera que el brillo que alcanzaría la explosión de Betelgeuse rondara la magnitud -11, muy parecido al brillo de la luna casi llena. Durante varios meses podríamos incluso verlo de día. A pesar de su proximidad, Betelgeuse no está suficientemente cerca como para que su final pudiera suponer un riesgo real para la vida en nuestro planeta.

 

Imagen de gran campo centrada en el remanente de la SN 1987A (Telescopio espacial Hubble, enero de 2017)

SOBRE NOVAS Y SUPERNOVAS

     Para finalizar quería hacer un inciso y aclarar, sin entrar en muchos detalles, las diferencias entre novas y supernovas. En ambos casos se trata de estrellas que en un momento dado explotan liberando una gran cantidad de energía que hace posible que, de manera repentina, sean visibles en el cielo donde anteriormente “no” había nada. El término procede del latín “stella nova” que Tycho utilizó para referirse a la “estrella nueva” de cuya aparición en el cielo había sido testigo privilegiado. Posteriormente, al observarse que no todas las novas eran iguales, se introdujo la palabra supernova para aludir a las más brillantes. De hecho, hoy sabemos que estas últimas son alrededor de un millón de veces más brillantes. Las novas, sin embargo, son más frecuentes, produciéndose en torno a una docena al año. En mi caso, puedo decir que en los últimos 15 años, con mi modesto equipo, he podido observar media docena. De manera coloquial, teniendo en cuenta tanto su brillo como su frecuencia,  podemos suponer que cuando se habla de supernovas nos estamos refiriendo a explosiones ocurridas en otras galaxias mientras que en el caso de las novas hacemos referencia a las producidas en nuestra galaxia.

     En cuanto a su origen, la mayoría de las supernovas que conocemos, unas tres cuartas partes, se producen por el colapso del núcleo de una estrella masiva, tal y como se ha descrito anteriormente. Sin embargo, el resto de supernovas (las de tipo Ia) y las novas se originan, de manera parecida aunque no igual, en sistemas binarios cerrados donde se produce transferencia de masa de una estrella evolucionada a una enana blanca. A diferencia de las supernovas, en muchos casos las novas son recurrentes (no se destruyen después de la explosión y pueden repetir el proceso varias veces antes de morir definitivamente).

Con estas entradas he intentado explicar de manera sencilla y sin perder rigurosidad lo complicado que es una estrella tan grande y masiva como Betelgeuse. Espero haberlo conseguido, despertando o saciando en cada caso la curiosidad de los lectores y que la próxima vez que nuestra mirada se detenga en el cielo estrellado la veamos con otros ojos, a poder ser, desde fuera casa.